行星的运动2.ppt

行星的运动 思考 行星按照怎样的规律运动呢 2 地心说 和 日心说 的观点 代表人物分别是什么 1 古代人对天体运动存在哪些看法 预习课本 回答问题 1 地心说 代表人物 托勒密 观点 地球是宇宙的中心 是静止不动的 太阳 月亮以及其他行星都绕地球运动 一 人们对行星运动的认识发展过程 1 统治很长时间的原因 符合人们的日常经验 符合宗教地球是宇宙的中心的说法 2 托勒密 地心说 模型存在的问题 随着世界航海事业的发展 人们希望借助星星的位置为船队导航 因而对行星的运动观测越来越精确 科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据 用托勒密的 地心说 模型很难得出完美的解答 一 人们对行星运动的认识发展过程 2 日心说 代表人物 哥白尼 观点 太阳才是宇宙的中心 太阳是静止不动的 地球和其他行星都是围绕太阳做匀速圆周运动 一年的周期是地球绕太阳公转一周的反映 一 人们对行星运动的认识发展过程 1 哥白尼日心说为什么在发表一个世纪中完全被人们所忽视 在他的著作中 日心说 只是一个 假设 当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中 在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据 根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合 2 日心说完全正确吗 一 人们对行星运动的认识发展过程 3 对天体运动的进一步研究 天才观察者 第谷 布拉赫 第谷 丹麦 哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基 但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高 近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷 1546 1601 进行的 他成功的把观测误差缩小到2分 一 人们对行星运动的认识发展过程 1609年开普勒在 新天文学 一书中公布了开普勒第一 第二定律 1619年又公布了开普勒第三定律 2 真理超出希望 开普勒 1571 1630 是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说并在天文学方面有突破性成就的人物 一 人们对行星运动的认识发展过程 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在椭圆的一个焦点上 1 开普勒第一定律 二 开普勒三定律 1 开普勒第一定律 探究活动一 动画 椭圆特征 1 椭圆 平面内与两个定点F1 F2的距离之和等于常数 大于 F1F2 的点的轨迹叫做椭圆 这两个定点叫做椭圆的焦点 两焦点间的距离叫做焦距 半长轴 0A1 0A2 半短轴 0B1 0B2 焦点 F1 F2焦距 F1F2 2 当焦距长度变化时 曲线会变成什么形状 3 当两焦点重合时 曲线会变成什么形状 1 开普勒第一定律 对于任意一个行星来说 它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积 2 开普勒第二定律 二 开普勒三定律 由扇形面积 由上可知 在S相同 时间t也相同时 半径r越小 则速度v越大 你能分析近日点与远日点速度大小关系吗 2 开普勒第二定律 行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状 圆 探究活动二 2 开普勒第二定律 结论 秋冬两季比春夏两季时间短 请计算一下春夏秋冬的时间 2 开普勒第二定律 原因分析 假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动 太阳在焦点上 根据曲线运动的特点 得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短 所以秋冬两季比春夏两季要短 2 开普勒第二定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等 a 半长轴T 公转周期 3 开普勒第三定律 二 开普勒三定律 分组计算完成表格 验证开普勒第三定律 探究活动三 3 开普勒第三定律 卫星是否有类似性质 那么k值与哪些因素有关呢 3 开普勒第三定律 结论 k值与中心天体有关 而与环绕天体无关 注意 1 开普勒定律不仅适用于行星 也适用于卫星 只不过此时比值k是由中心天体所决定的另一恒量 2 开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律 它们每一条都是经验定律 3 开普勒第三定律 什么情况下椭圆可以与圆很接近 回忆思考 行星的轨道与圆十分接近 在高中我们一般按圆处理 因此 行星围绕太阳运动的轨道可以认为是圆 太阳处在圆心 行星绕太阳做匀速圆周运动 所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 总体来说 就是变速椭圆运动作为匀速圆周运动处理 对应的半长轴即为圆的半径 三 行星运动近似处理方法 神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动 其周期为T 如果飞船要返回地面 可在轨道上的某一点A处 将速率降低到适当数值 从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动 椭圆和地球表面在B点相切 如图所示 如果地球半径为R 求飞船由A点到B点所需的时间 思考题 四 巩固提高 明确日心说与地心说的代表人物与主要观点明确第一定律反映了行星运动的轨迹是椭圆